基于有限状态进程的事件约束定义

测试分布式程序需要定义事件约束来检测程序执行产生的事件序列.事件约束需要根据程序的规约来推导.FSP是一类描述并发程序形式化规约的进程代数记法.它将并发进程描述为动作序列,其中动作可对应到规约级事件.E-CSPE约束在给定状态谓词下定义前后运行事件间的顺序关系.根据FSP的操作符和并发控制机制可推导E-CSPE约束.推导出来的E-CSPE约束考虑到并发程序的安全和进展属性,可据以判断程序运行的正确性和测试的充分性.     

基于EE-CSPE约束的并发程序测试

由于执行的不确定性,并发程序的测试需要验证程序执行的事件序列.定义事件之间的约束是验证事件序列合法性的前提.本文提出了一种事件约束的形式化描述方法,扩充了E-CSPE（extended constraints on succeeding and preceding events）对事件排斥约束和后决约束的定义,更全面地描述了前后事件的依赖关系,并给出了基于此方法的确定性测试和非确定性测试规则.     

基于事件约束的分布式程序正确性测试

由于并发的存在和不确定性,在以规约为基础来测试分布式程序的正确性时,必须考虑程序 执行时的内部状态.这些内部状态通过端口显示为事件序列,程序规约需要对序列中各事件间 的依赖关系作约定,即定义事件约束集.该文提出了E-CSPE(extended-constraints on suc ceeding and preceding events),以形式化描述这类事件约束,它由3个基本描述规则组成, 分别对应于3种不同类型的事件约束.通过判断程序执行时所产生的事件序 列集同这些事件约束集的一致性以及对约束集覆盖程     

基于场景的联锁软件形式化模型生成方法

为保证列车运行安全和旅客生命财产安全,对车站联锁控制系统进行有效的分析、验证和测试是必不可少的,而形式化模型是联锁系统分析、验证和测试的基础.以计算机联锁软件的UML半形式化模型为基础,以事件确定有限自动机模型作为描述系统的形式化模型,研究UML2.0顺序图转换为事件确定有限自动机模型的方法.首先选取一组与交互行为相关的全局变量作为状态向量来分析和消解顺序图各个场景的消息以及不同场景间的同一消息的前后置状态向量值是否存在矛盾,从而得到一致性的需求场景;然后提取各对象的事件序列生成对应的事件确定有限自动机;最后通过组合系统中对象的自动机模型得到系统的事件确定有限自动机模型.该方法改善了安全苛求软件的设计与开发,为软件质量评估提供了技术支撑.     

基于设计演算的形式化用例分析建模框架

提出一种形式化用例分析建模框架,引入类图、用例顺序图、用例状态图、功能规约函数和系统不变式从多个角度为需求建模.通过定义这些视图的形式化语义,为需求的各个方面定义了准确的形式化描述.利用该框架,可以从方法的交互行为规约和功能规约合成描述方法全部行为的全规约;也可以定义用例模型的性质,并通过设计演算中的证明来分析验证这些性质.作为应用,研究了检查用例模型一致性的规则.给出一个实例说明建模框架的可行性.     

基于通信序列进程的UML序列图形式化方法

UML2.0序列图是一种描述对象之间动态协作和事件发展时间关系的视图,但是UML序列图缺乏精确的形式化语义,所以不利于对其所描述的系统进行形式化验证。为此,根据UML2.0语义文档及组合碎片包概念,基于通信序列进程(CSP)给出了UML序列图的基本元素和消息迹的形式化定义及生成规则,实现了UML序列图的形式化,为UML序列图在描述系统准确性和有效性方面提供了形式化的检验方法。最后通过ATM实例说明UML序列图这一过程的正确性。     

基于问题模式的形式化软件规格说明生成方法

精确的形式化软件规格说明是软件描述、开发与验证的基础,而工业界普遍使用非(半)形式化的表示定义与描述用户需求,如何由非(半)形式化的用户需求生成形式化软件规格说明是需求工程的难点之一.将设计模式的概念进行扩展,定义了问题模式,提出了一种基于问题模式形式化软件规格说明生成方法.该方法从结构化自然语言SNL描述的高层问题需求出发,通过选择知识库中的问题模式逐步精化得到各个新的子问题对应的形式化规格说明,之后对各个子问题组合并进行优化以得到最终的形式化规格说明.进一步,使用模型精化演算的原理与概念给出了该生成方法的理论基础.采用算法程序领域作为研究对象并使用Radl语言作为形式化规格说明语言.通过算法程序领域中的典型实例对这一方法进行了详细的描述,实际效果表明该方法能有效地生成高质量形式化规格说明.     

一种基于Petri网的RFID事件检测的形式化方法

无线射频识别(RFID)采用唯一的电子标签识别物理对象,可高速收集大量目标数据.为向各类应用提供语义信息,RFID系统需从收集的数据中检测用户自定义的复合事件.通过提出一种基于Petri网的RFID事件检测方法,引入形式化的ED-net模型描述复合事件语义,并以此为基础实现一种事件检测方法.ED-net模型是对传统Petri网的一种扩展,提供了描述用户自定义类型、函数及表达式的能力,可精确描述RFID复合事件的属性及时域、非时域、参数化等约束条件.通过对RFID事件形式化描述,各种RFID事件可以统一在ED-net模型,并可自动化进行检测处理,避免了不同复合事件间公共子事件重复检测的问题.最后,经过实验测试和分析,验证了该形式化方法的有效性及其优势.     

判定非确定离散事件系统稳定性的多项式复杂度算法

本文讨论基于非确定自动机,形式语言模型的非确定离散事件系统稳定性的多项式算法.在引入拟距离的概念之后.根据拟距离形式化地定义了非确定离散事件系统稳定性.以往判定非确定离散事件系统稳定性的算法基于系统的观测器实现,该观测器在结构上具有指数复杂度,因此本文分析系统结构和观测器结构之间的关系,基于对系统状态对的讨论,提出了判定系统稳定性的有效多项式搜索算法.     

基于状态转移系统的安全协议形式模型

提出一种基于状态转移系统的安全协议模型,以Dolev-Yao攻击者模型为前提假设,以状态转移系统为框架,用语义编码的方式定义消息和事件,用重写关系定义协议规则,用事件的集合来描述协议的安全属性,并给出安全属性的检验策略。该模型能够对安全协议进行精确的形式化描述,且便于实现自动化分析。     

几何因果定性推理的基本原理和算法

因果定性推理是一种通过分析描述物理系统行为和关系的约束找出系统内部各个成分之间的因果结构的推理方法．本文提出一种基于约束和变量分析的因果定性分析模型和算法．该方法在产品设计中有广泛的应用，利用这个模型和算法可较好地解决参数化设计中的几何推理问题，还可用作概念设计的工具，用于完成复杂系统设计任务的划分及定序、设计变量之间相互依赖关系分析等工作．算法具有应用性强、效率和稳定性好、支持欠约束和多解问题等优点.     

基于整数规划的几何因果定性推理建模和求解

因果定性推理是一种通过分析，描述物理系统行为和关系的约束，找出系统内部各个成分之间的因果结构的推理方法，本文提出了一种基于整数 几何因果定性分析模型和算法，该方法在产品设计中有广泛的应用，利用这个模型和算法可以较好地解决参数化设计中的几何推理问题，还可以用作概念设计的工具，用于完成复杂系统设计任务的划分以及定序、设计变量之间相互依赖关系分析等工作，算法具有约束处理能力强、应用范围广、求解效率和稳定     

面向RFID数据处理的复杂事件模式匹配方法

RFID数据具有不确定性,复杂事件处理技术将RFID数据看作不同类型的事件,从事件流中检测符合特定匹配模式的复杂事件。概率事件流分为多项概率事件流和单项概率事件流;针对多项概率事件流,提出NFA-MMG模式匹配方法,亦即使用多个有向无环图结合自动机实现模式匹配。针对单项概率事件流,提出NFA-Tree模式匹配方法,亦即使用匹配树结合自动机实现模式匹配;并提出改进的NFA-Tree方法,即基于概率阈值进行过滤,提高结果过滤效率。实验结果验证了上述模式匹配方法的性能优势。     

Engineering Energy Efficient Visual Sensor Network Applications Using Skeletons

Visual sensor networks (VSNs) perform complex scene analysis algorithms that require significant computations and communications. Under this respect, the use of skeletons contributes to reduce the complexity of VSN programming and may ensure an easier and better optimization of the code. In this context, we propose INS, a stencil based skeleton targeted for wireless/visual sensor networks (W/VSNs) and give a preliminary analysis of its benefits using tracking as a case study. INS abstracts a distributed approximation schema in which the estimation of a given metric is organized in a sequence of steps. Each step includes collecting estimates from some neighbor nodes and local computation of a new approximation. In particular, INS takes inspiration from some stencil based skeletons proposed for parallel computation and merges it with the classical event driven model typical of sensor programming. As a result, the execution of each step is triggered by the detection of a relevant event in the environment. Tracking consists in periodically predicting position and velocity of one or more mobile targets. We discuss how INS can be instantiated to a distributed version of Kalman filtering. As energy efficiency is central in W/VSNs, we derive analytic models for energy dissipation of the INS skeleton depending on different concepts of neighborhood for the data exchanged at each step. Then, these models are used to guide the deployment of our tracking application on a real scenario.     

在线RFID多复杂事件查询处理技术

在线无线射频识别(radio frequency identification,RFID)数据流上的复杂事件处理技术是一个新的课题。现有研究工作仅是针对单一的复杂事件查询,没有考虑多复杂事件同时查询的处理策略。在复杂事件语言SASE(stream-based and shared event processing)的基础上设计了专门针对多查询的自动机及相关的优化技术,解决了RFID数据流上多复杂事件查询的问题。实验结果表明,算法在查询数量较大时,时间与空间上较传统算法有更好的表现。     

一种基于MDL的日志序列模式挖掘算法

日志数据是互联网系统产生的过程性事件记录数据,从日志数据中挖掘出高质量序列模式可帮助工程师高效开展系统运维工作。针对传统模式挖掘算法结果冗余的问题,提出一种从时序日志序列中挖掘序列模式（DTS）的算法。DTS采用启发式思路挖掘能充分代表原序列中事件关系和时序规律的模式集合,并将最小描述长度准则应用于模式挖掘,设计一种考虑事件关系和时序关系的编码方案,以解决模式规模爆炸问题。在真实日志数据集上的实验结果表明,与SQS、CSC与ISM等序列模式挖掘算法相比,该算法能高效挖掘出含义丰富且冗余度低的序列模式。     

动态故障树的不交化定量分析方法

动态故障树被广泛应用于动态系统的可靠性分析中,其中割序描述了系统的失效模式,割序集的不交化可以简化顶点失效概率的求解,目前还没有有效的适用于动态故障树的不交化定量分析方法.提出了一种不交化定量分析方法:在割序的基础上融入时序逻辑提出扩展割序的概念,其与以往类似概念相比增强了表达能力;根据基事集和时限集分解最小扩展割序集,将其转换成不交化扩展割序集;再将不交化扩展割序转换成标准扩展割序,然后对其各割项进行冲突检测、时限集精简、基事集拓扑排序,以对标准扩展割序进行量化计算;并对该方法所涉及到的算法进行了详细的证明和时间复杂性分析.最后将其应用到一个案例中,并同基于inclusion-exclusion规则的MCS方法进行了对比,实验结果显示该方法的时间开销明显降低.该方法可以获得动态故障树的不交化扩展割序集,降低求解时间开销.